Chương 1: Lập trình hướng đối tượng C++

Lập trình hướng đối tượng
Lập trình hướng đối tượng
Hà Văn Sang
Khoa HTTT,
Academy Of Finance, Hanoi
Lập trình hướng đối tượng với C++
GV: Hà Văn Sang
Khoa HTTT – HVTC
Email:
Homepage: www.hvtc.edu.vn/sanghv
2008-2009
Object Oriented Programing– Information Systems Department
2
Chương I
Chương I
Object Oriented Programing– Information Systems Department
3
Giới thiệu
Giới thiệu
Tổng quan

Lập trình hướng đối tượng

Lập trình định hướng đối tượng

Object Oriented Programming (OOP)


Được xem là:

Cách tiếp cận mới, hiệu quả hơn

Giúp tăng năng suất

Dễ dàng bảo trì, sửa đổi, nâng cấp

Mục đích:

Giảm bớt thao tác viết trình

Mô tả chân thực thế giới thực
Vậy OOP khó học hay dễ học ?
Object Oriented Programing– Information Systems Department
4
1. Tổng quan về các kỹ thuật lập trình
1. Tổng quan về các kỹ thuật lập trình

1.1 Lập trình tuyến tính

1.2 Lập trình cấu trúc

1.3 Lập trình môđun

1.4 Nhược điểm của lập trình cấu trúc

1.5 Lập trình hướng đối tượng
Object Oriented Programing– Information Systems Department
5

1.1 Lập trình tuyến tính
1.1 Lập trình tuyến tính

Lập trình tuyến tính :
•
Còn gọi là lập trình phi cấu trúc
•
Giải quyết các bài toán tương nhỏ, đối đơn giản

Đặc điểm:
•
Chỉ gồm một chương trình chính
•
Gồm một dãy tuần tự các câu lệnh
•
Chương trình ngắn, ít hơn 100 dòng
Object Oriented Programing– Information Systems Department
6
1.1 Lập trình tuyến tính (tiếp)
1.1 Lập trình tuyến tính (tiếp)

Nhược điểm:

Không sử dụng lại được các đoạn mã

Không có khả năng kiểm soát phạm vi truy xuất dữ liệu

Mọi dữ liệu trong chương trình là toàn cục

Dữ liệu có thể bị sửa đổi ở bất cứ vị trí nào trong

chương trình

Không đáp ứng được việc triển khai phần mềm
Object Oriented Programing– Information Systems Department
7
1.2 Lập trình cấu trúc
1.2 Lập trình cấu trúc

Ra đời vào những năm 70:

Chương trình được chia nhỏ thành chương
trình con:

Thủ tục (Procedure)

Hàm (Function)

Các chương trình con:

Độc lập với nhau và có dữ liệu riêng

Trao đổi qua: tham số và biến toàn cục
Object Oriented Programing– Information Systems Department
8
1.2 Lập trình cấu trúc (tiếp)
1.2 Lập trình cấu trúc (tiếp)

Xuất hiện khái niệm trừu tượng hoá

Là khả năng quan sát sự vật mà:


Không quan tâm tới các chi tiết không quan trọng
bên trong

Không quan tâm tới việc thực hiện như thế nào

Trừu tượng hoá dữ liệu

Trừu tượng hoá thao tác

Ngôn ngữ lập trình cấu trúc:

C, Pascal

Foxpro …
Object Oriented Programing– Information Systems Department
9
1.3 Lập trình môđun
1.3 Lập trình môđun

Với lập trình môđun:

Các thủ tục có chung một chức năng được nhóm lại
với nhau

Chương trình được chia thành nhiều phần nhỏ

Các phần tương tác thông qua việc gọi thủ tục

Mỗi mô đun có dữ liệu của riêng nó

Object Oriented Programing– Information Systems Department
10
1.4 Nhược điểm của lập trình truyền thống
1.4 Nhược điểm của lập trình truyền thống

Nhược điểm:

Chương trình khó kiểm soát

Khó khăn trong việc bổ sung, nâng cấp chương
trình

Khi thay đổi, bổ sung dữ liệu dùng chung thì
phải thay đổi gần như tất cả thủ tục/hàm liên
quan

Khả năng sử dụng lại các đoạn mã chưa nhiều

Không mô tả đầy đủ, trung thực hệ thống trong
thực tế
Object Oriented Programing– Information Systems Department
11
1.5 Lập trình hướng đối tượng
1.5 Lập trình hướng đối tượng

Là phương pháp lập trình:

Mô tả chính xác các đối tượng trong thế giới

Lấy đối tượng làm nền tảng xây dựng thuật toán


Thiết kế xoay quanh dữ liệu của hệ thống

Chương trình được chia thành các lớp đối tượng

Dữ liệu được đóng gói, che dấu và bảo vệ

Đối tượng làm việc với nhau qua thông báo

Chương trình được thiết kết theo cách từ dưới
lên (bottom-up)
Object Oriented Programing– Information Systems Department
12
1.5 Lập trình hướng đối tượng
1.5 Lập trình hướng đối tượng
Object Oriented Programing– Information Systems Department
13
2. Một số khái niệm cơ bản
2. Một số khái niệm cơ bản

2.1 Hệ thống hướng đối tượng

2.2 Đối tượng

2.3 Thuộc tính & Phương thức

2.4 Lớp & Lớp con

2.5 Lớp trừu tượng


2.6 Truyền thông điệp

2.7 Sự trừu tượng hoá

2.8 Sự đóng gói

2.9 Sự kế thừa

2.10 Sự đa hình
Object Oriented Programing– Information Systems Department
14
2.1 Hệ thống hướng đối tượng
2.1 Hệ thống hướng đối tượng

Là hệ thống có đặc điểm sau:

Gồm tập hợp các đối tượng

Sự đóng gói của 2 thành phần:

Dữ liệu (thuộc tính của đối tượng)

Các thao tác trên dữ liệu

Các đối tượng có thể kế thừa các đặc tính của
đối tượng khác

Hoạt động thông qua sự tương tác giữa các đối
tượng nhờ cơ chế truyền thông điệp


Thông báo

Gửi & nhận thông báo
Object Oriented Programing– Information Systems Department
15
2.2 Đối tượng (Object)
2.2 Đối tượng (Object)

Là khái niệm trừu tượng phản ánh các thực
thể trong thế giới thực

Có thể là một thực thể vật lý

Có thể là một khái niệm trừu tượng

Được định nghĩa là sự thể hiện của một lớp

Chính là các thực thể trong hệ thống
hướng đối tượng

Một đối tượng là sự đóng gói 2 thành phần:

Trạng thái (state) hay dữ liệu

Các ứng xử (behavior) hay hành vi, thao tác
Object Oriented Programing– Information Systems Department
16
2.3 Thuộc tính & phương thức
2.3 Thuộc tính & phương thức


Thuộc tính bao gồm:

Hằng, biến

Tham số nội tại

Thuộc tính được xác định kiểu, gồm:

Kiểu cổ điển

Kiểu do người dùng định nghĩa

Phương thức là:

Các hàm nội tại của đối tượng

Có kiểu trả về

Tên gọi khác: hàm thành viên
Object Oriented Programing– Information Systems Department
17
2.4 Lớp (Class) & Lớp con (SubClass)
2.4 Lớp (Class) & Lớp con (SubClass)

Lớp: là tập hợp các đối tượng có cùng
thuộc tính và hành vi

Là bản thiết kế hoặc bản mẫu mô tả một
cấu trúc dữ liệu gồm:


Các thành phần dữ liệu

Các phương thức

Lớp được sử dụng như kiểu dữ liệu người
dùng định nghĩa

Lớp con:

Là lớp thông thường

Có thêm tính chất kế thừa đặc tính của lớp khác
Object Oriented Programing– Information Systems Department
18
2.5 Lớp trừu tượng
2.5 Lớp trừu tượng

Là lớp mà nó không thể trở thành một lớp
thực tế nào

Được thiết kế nhằm tạo ra lớp có đặc tính
tổng quát

Bản thân nó chưa có ý nghĩa nên chưa thể
viết mã cho đối tượng

Ví dụ:

Lớp hình phẳng


Lớp động vật
Object Oriented Programing– Information Systems Department
19
2.6 Truyền thông điệp
2.6 Truyền thông điệp

Thông điệp:

Là phương tiện để đối tượng này chuyển yêu cầu tới đối
tượng khác.

Một thông điệp bao gồm:

Handle của đối tượng đích (đối tượng chủ)

Tên phương thức cần thực hiện

Các thông tin cần thiết khác (tham số)

Hệ thống yêu cầu đối tượng thực hiện phương
thức như sau:

Gửi thông báo và tham số cho đối tượng

Kiểm tra tính hợp lệ của thông báo

Gọi thực hiện hàm tương ứng phương thức
Object Oriented Programing– Information Systems Department
20
2.7 Sự trừu tượng hoá

2.7 Sự trừu tượng hoá

Khái niệm:

Là khả năng bỏ qua hay không để ý tới các
thành phần không quan trọng.

Các loại trừu tượng hoá:

Trừu tượng hoá dữ liệu: không quan tâm các chi
tiết không quan trọng bên trong

Trừu tượng hoá chức năng: không quan tâm làm
thế nào để thực hiện công việc

Tóm lại:

Chỉ quan tâm tới đặc điểm quan trọng

Bỏ qua các chi tiết không liên quan
Object Oriented Programing– Information Systems Department
21
2.8 Sự đóng gói
2.8 Sự đóng gói

Khái niệm:

Là cơ chế ràng buộc dữ liệu và các thao tác trên
dữ liệu thành thể thống nhất.


Đóng gói gồm:

Bao gói: người dùng giao tiếp với hệ thống qua
giao diện

Che dấu: ngăn chặn các thao tác không được
phép từ bên ngoài

Ưu điểm:

Quản lý sự thay đổi

Bảo vệ dữ liệu
Object Oriented Programing– Information Systems Department
22
2.9 Sự kế thừa
2.9 Sự kế thừa

Khái niệm:

Khả năng cho phép xây dựng lớp mới được thừa
hưởng các thuộc tính của lớp đã có

Đặc điểm:

Lớp nhận được có thể bổ sung các thành phần

Hoặc định nghĩa là các thuộc tính của lớp cha

Các loại kế thừa:


Đơn kế thừa

Đa kế thừa
Object Oriented Programing– Information Systems Department
23
2.10 Sự đa hình
2.10 Sự đa hình

Khái niệm:

Khả năng đưa một phương thức có cùng tên
trong các lớp con

Thực hiện bởi:

Định nghĩa lại

Nạp chồng

Cơ chế dựa trên sự kết gán:

Kết gán sớm

Kết gán muộn
Object Oriented Programing– Information Systems Department
24
3. Các bước thiết kế chương trình OOP
3. Các bước thiết kế chương trình OOP


Các bước chính:

Xác định các dạng đối tượng (lớp)

Tìm dữ liệu dùng chung, chia xẻ

Xác định lớp cơ sở dựa vào dữ liệu dùng
chung

Xây dựng lớp dẫn xuất từ lớp cơ sở
Object Oriented Programing– Information Systems Department
25
4. Ưu điểm của OOP
4. Ưu điểm của OOP

Ưu điểm chính:

Loại bỏ các đoạn mã lặp lại

Tạo ra các chương trình an toàn, bảo mật

Dễ dàng mở rộng và nâng cấp

Rút ngắn thời gian xây dựng hệ thống

Tăng năng xuất và hiệu quả hơn

Chương trình được thiết kế theo đúng qui
trình